氰基和三甲基铵基官能化Lindqvist型钒酸盐电化学性质的理论研究

摘要

通过密度泛函理论（DFT）计算与分子动力学（MD）模拟探讨了吸电子基团氰基（—CN）和三甲基铵基（—NMe₃⁺）官能化对Ti₂V₄O₅（OCH₃）₁₁（OCH₂）₃CH（Ti₂V₄TRIOL^H）电化学性质的影响.研究发现，—CN和—NMe₃⁺官能化使钒酸盐的氧化还原电位正移，拓宽了电化学窗口，其中Ti₂V₄O₅（OCH₃）₁₁（OCH₂）₃CCN(Ti₂V₄TRIOL^CN)的电化学窗口可达2.99 V.—CN和—NMe₃⁺官能化使钒酸盐与CH₃CN溶剂的相互作用增大，有利于钒酸盐在溶液中扩散.径向分布函数（RDF）与静电势（ESP）分析进一步表明，—CN和—NMe₃⁺官能化可调控钒酸盐表面电荷密度并增强CH₃CN与钒酸盐之间的氢键作用，提高溶解度.该研究为设计高性能多酸基电活性物质提供了重要的理论依据.

关键词

氧化还原液流电池 / 多钒氧酸盐 / 密度泛函理论 / 电化学性质

基金资助

吉林省自然科学基金资助项目（20210101131JC）